[发明专利]光学片和使用它的背光源单元以及显示器

说明书

本发明申请是本申请人于2006年1月31日提交的申请号为200680001718.6发明名称为“光学片和使用它的背光源单元以及显示器”的分案申请。

技术领域

本发明是涉及在主要使用液晶显示元件的显示器用背光源单元中用于照明光路控制的光学片的改良的技术，还涉及搭载有该光学片的背光源单元以及显示器。

背景技术

在以液晶显示装置(LCD)为代表的显示器中，内置有识别被提供的信息所需的光源的类型的普及很显著。在膝上型计算机那样的电池式装置中，由光源消耗的电力占由电池式装置整体消耗的电力的相当大的部分。

因而，通过降低为提供规定的亮度所需的总电力而使电池寿命增加。这在电池式装置中是特别期望的。

作为美国3M公司的注册商标的亮度强调薄膜(Brightness EnhancementFilm：BEF)作为解决该问题的光学片而被广泛使用。

BEF如图1所示，是在部件70上沿一方向周期地排列有截面三角形状的单位棱镜72的薄膜。

该单位棱镜72与光的波长相比是较大的尺寸(间距)。

BEF将来自“轴外(off-axis)”的光聚光，将该光朝向视听者进行方向变换(redirect)为“轴上(on-axis)”或进行“再循环(recycle)”。

在显示器的使用时(观察时)，BEF通过使轴外亮度降低而增大轴上亮度。这里所谓的“轴上”，是与视听者的视觉方向一致的方向，一般是相对于显示器画面的法线方向(图1中所示的方向F)侧。

在单位棱镜72的反复阵列构造仅为1方向的排列中，仅能够进行该排列方向上的方向转换或再循环，为了进行水平及垂直方向上的显示光的亮度控制，将两个片重叠组合而使用，使棱镜组的并列方向相互大致垂直。

通过这样的BEF的采用，显示器设计者能够在降低电力消耗的同时实现期望的轴上亮度。

作为公开了在显示器中采用具有以BEF为代表的单位棱镜72的反复阵列构造的亮度控制部件的技术的特许文献，例如日本特公平1—37801号公报、日本特开平6—102506号公报、以及日本特表平10—506500号公报所示，已知有许多。

在使用上述那样的BEF作为亮度控制部件的光学片中，如图2所示，通过折射作用X使来自光源20的光L最终以被控制的角度φ射出，从而能够进行控制以提高视听者的视觉方向F的光的强度。但是，同时，反射/折射作用Y的光成分不沿视听者的视觉方向F行进，而沿横向浪费地射出。

因而，从使用图1所示那样的BEF的光学片射出的光强度分布如图3的光强度分布B所示，虽然视听者的视觉方向F、即相对于视觉方向F的角度为0°的光强度提高最多，但是，如作为图中横轴所示的±90°附近的较小的光强度峰值所示，有从横向浪费地射出的光增加的问题。

此外，在不采用构成端面照光型面光源的导光板的直下型方式的背光源单元中采用上述部件70的情况下，一般是在光源20与部件70之间夹着光扩散层(单独的光扩散板、或者光扩散薄膜的并用)的结构，但在这样设置光扩散层的情况下，在相互平坦的部件70与光扩散层(未图示)中，通过没有明确的阶差的平坦面彼此接触，边界变得不明确，在两者是折射率接近的物质的情况下，入射光不以想要的角度入射到单位棱镜72中，难以发挥单位棱镜72的符合设计的光学特性。

特别是，在采用将部件70与光扩散层通过粘合层或粘接层而层叠一体化的结构的情况下，容易导致非预期的入射光成分的发生(或者，光扩散层带来的性能的降低)，更难以发挥符合设计的光学特性。

发明内容

本发明是鉴于这样的情况而做出的，目的是提供一种光学片，能够将来自光源的光不增加浪费地射出的量而均匀化、且控制扩散范围而射出。

另外，在以后的本申请说明书中，光学特性的“扩散”与“散乱”、“粘接层”与“粘合层”、以及本申请的“光学片”与“光学薄膜”作为同义语而混合使用。

为了达到上述的目的，在本发明中，采用如下的手段。

即，本发明的第1技术方案的光学片，在显示器用背光源单元的照明光路控制中使用，在具有凸柱面透镜(cylindrical lens)组被排列形成的透镜部、和上述透镜部的相反侧的表面的柱状透镜片(lenticular sheet)的上述表面上，在包括上述透镜部的非聚光面的区域具备光反射部，在上述光反射部以外的区域具备光透射部。

光反射部作为一例，是具有与凸柱面透镜的各个单位透镜1：1对应的光透射部的条纹状，在透镜部的相反侧的表面上形成有对应于条纹状的凸部。